Hệ bất phương trình bậc nhất hai ẩn sách CTST

1. Hệ bất phương trình bậc nhất hai ẩn

Định nghĩa

Hệ bất phương trình bậc nhất hai ẩn là hệ gồm hai hay nhiều bất phương trình bậc nhất hai ẩn x, y.

Mỗi nghiệm chung của tất cả các bất phương trình đó được gọi là một nghiệm của hệ bất phương trình đã cho.

Ví dụ: \left\{ \begin{array}{l}2x + 3y > 10\\x - y \le 7\end{array} \right.;\left\{ \begin{array}{l}x + 3y \le 5\\x - 2y > 7\\2x > 3\end{array} \right.

  • Cặp số ({x_0};{y_0}) là nghiệm của một hệ bất phương trình bậc nhất hai ẩn khi ({x_0};{y_0}) đồng thời là nghiệm của tất cả các ất phương trình trong hệ đó.

Ví dụ: Cặp số (7;0) là một nghiệm của hệ bất phương trình \left\{ \begin{array}{l}2x + 3y > 10\\x - y \le 7\end{array} \right..

2. Biểu diễn miền nghiệm của hệ bất phương trình bậc nhất hai ẩn 

Trên mặt phẳng tọa độ Oxy, tập hợp các điểm (x_0; y_0) có tọa độ là nghiệm của hệ bất phương trình bậc nhất hai ẩn được gọi là miền nghiệm của hệ bất phương trình đó.

Miền nghiệm của hệ là giao các miền nghiệm của các bất phương trình trong hệ.

Biểu diễn miền nghiệm của một hệ bất phương trình bậc nhất hai ẩn:

Bước 1: Trên cùng một mặt phẳng tọa độ, biểu diễn miền nghiệm của mỗi bất phương trình của hệ.

Bước 2: Phần giao của các miền nghiệm là miền nghiệm của hệ bất phương trình.

Chi tiết cách biểu diễn miền nghiệm của hệ bất phương trình bậc nhất hai ẩn.

  • Viết các bất phương trình trong hệ dưới dạng phương trình đường thẳng.

  • Vẽ các đường thẳng trên cùng một hệ trục tọa độ.

  • Xác định điểm M thỏa mãn các bất phương trình trong hệ.

  • Lần lượt tô đậm các nửa mặt phẳng không chứa M và có bờ là các đường thẳng đã vẽ. Ta được miền nghiệm của hệ.

Ví dụ: Biểu diễn hình học tập nghiệm của hệ bất phương trình bậc nhất hai ẩn sau 

\left\{ \begin{gathered}
  x + y > 1 \hfill \\
  x - y < 2\; \hfill \\ 
\end{gathered}  \right.

Hướng dẫn giải

Vẽ các đường thẳng \left\{ {\begin{array}{*{20}{c}}
  {{d_1}:x + y = 1} \\ 
  {{d_2}:x - y = 2} 
\end{array}} \right.

Vì điểm M0;2) có tọa độ thỏa mãn các bất phương trình trong hệ nên ta tô đậm các nửa mặt phẳng bờ {d_1};{d_2} không chứa M.

Miền không bị tô đậm trong hình vẽ và không chứa các tia giới hạn miền là nghiệm của hệ đã cho.

Hình vẽ minh họa

Hệ bất phương trình bậc nhất hai ẩn

Ví dụ: Biểu diễn hình học tập nghiệm của hệ bất phương trình bậc nhất hai ẩn sau:

\left\{ {\begin{array}{*{20}{c}}
  {x + y < 2} \\ 
  {x - y > 1} \\ 
  {y > 1} 
\end{array}} \right.

Hướng dẫn giải

Vẽ các đường thẳng \left\{ {\begin{array}{*{20}{c}}
  {{d_1}:x + y = 2} \\ 
  {{d_2}:x - y = 1} \\ 
  {{d_3}:y =  - 1} 
\end{array}} \right.

Vì điểm M\left( {\frac{3}{2};0} \right) có tọa độ thỏa mãn các bất phương trình trong hệ nên ta tô đậm các nửa mặt phẳng bờ {d_1};{d_2};{d_3} không chứa M.

Miền không bị tô đậm trong hình vẽ và không chứa các đoạn giới hạn miền là nghiệm của hệ đã cho.

Hình vẽ minh họa

Hệ bất phương trình bậc nhất hai ẩn

3. Tìm giá trị lớn nhất hoặc giá trị nhỏ nhất của biểu thức F = ax + by trên một miền đa giác

Cho hệ bất phương trình bậc nhất hai ẩn x, y có miền nghiệm là miền đa giác {A_1}{A_2}...{A_n}.

Khi đó: Giá trị lớn nhất (hay nhỏ nhất) của biểu thức F(x;y) = mx + ny, với (x;y) là tọa độ các điểm thuộc miền đa giác {A_1}{A_2}...{A_n}, đạt được tại một trong các đỉnh của đa giác đó.

Ví dụ: Một công ty cần thuê xe để chở 150 người và 10 tấn hàng. Hiện tại bên cho thuê xe có hai loại xe M có 10 chiếc và xe N có 9 chiếc. Giá thuê một chiếc xe M là 4 triệu, một chiếc xe N cho thuê với giá 3 triệu đồng. Hỏi phải thuê bao nhiêu chiếc xe mỗi loại để chi phí bỏ ra là nhỏ nhất? Biết rằng mỗi xe loại M có thể chở tối đa 20 người và 0,8 tấn hàng, mỗi xe loại N có thể chở tối đa được 10 người và 2 tấn hàng.

Hướng dẫn giải

Gọi x, y lần lượt là số xe loại MN. Khi đó số tiền cần bỏ ra để thuê xe là f(x; y) = 4x+3y.

Điều kiện: \left\{ \begin{gathered}
  0 \leqslant x \leqslant 10 \hfill \\
  0 \leqslant y \leqslant 9 \hfill \\ 
\end{gathered}  \right., x;y \in \mathbb{Z}

Ta có: x xe loại M sẽ chở được 20x người và 0,8x tấn hàng; y xe loại N sẽ chở được 10y người và 2y tấn hàng.

=> x xe loại My xe loại N sẽ chở được 20x+10y người và 0,8x+2y tấn hàng.

Ta có hệ bất phương trình sau:

\left\{ {\begin{array}{*{20}{c}}  {20x + 10y \geqslant 150} \\   {0,8x + 2y \geqslant 10} \\   {0 \leqslant x \leqslant 10} \\   {0 \leqslant y \leqslant 9} \end{array}} \right. \Leftrightarrow \left\{ {\begin{array}{*{20}{c}}  {2x + y \geqslant 15} \\   {2x + 5y \geqslant 25} \\   {0 \leqslant x \leqslant 10} \\   {0 \leqslant y \leqslant 9} \end{array}} \right. (*)

Bài toán trở thành tìm giá trị nhỏ nhất của hàm số f(x;y) trên miền nghiệm của hệ (*).

Miền nghiệm của hệ (*) là tứ giác ABCD (kể cả biên).

Hình vẽ minh họa

Hệ bất phương trình bậc nhất hai ẩn

Hàm số f(x; y) = 4x+3y sẽ đạt giá trị nhỏ nhất trên miền nghiệm của hệ bất phương trình (*) khi (x;y) là tọa độ của một trong các đỉnh: A = \left( {\frac{{25}}{4};\frac{5}{2}} \right);B = \left( {10,1} \right); C = \left( {3,9} \right);D = \left( {10,9} \right)

Ta có: \left\{ \begin{gathered}
  f\left( {\frac{{25}}{4};\frac{5}{2}} \right) = 32,5 \hfill \\
  f\left( {10,1} \right) = 43 \hfill \\
  f\left( {3,9} \right) = 39 \hfill \\
  f\left( {10,9} \right) = 67 \hfill \\ 
\end{gathered}  \right.

=> Giá trị của f(x;y) nhỏ nhất khi \left( {x;y} \right) = \left( {3;9} \right). Như vậy để chi phí vận chuyển thấp nhất cần thuê 3 xe loại M và 9 xe loại N.

Câu trắc nghiệm mã số: 21777,21778,21775,21767
  • 102 lượt xem
Sắp xếp theo